如圖,以點(diǎn)P(﹣1,0)為圓心的圓,交x軸于B、C兩點(diǎn)(B在C的左側(cè)),交y軸于A、D兩點(diǎn)(A在D的下方),AD=2,將△ABC繞點(diǎn)P旋轉(zhuǎn)180°,得到△MCB.(1)求B、C兩點(diǎn)的坐標(biāo);(2)請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出線段MB、MC,并判斷四邊形ACMB的形狀(不必證明),求出點(diǎn)M的坐標(biāo);(3)動(dòng)直線l從與BM重合的位置開(kāi)始繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn),到與BC重合時(shí)停止,設(shè)直線l與CM交點(diǎn)為E,點(diǎn)Q為BE的中點(diǎn),過(guò)點(diǎn)E作EG⊥BC于G,連接MQ、QG.請(qǐng)問(wèn)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中∠MQG的大小是否變化?若不變,求出∠MQG的度數(shù);若變化,請(qǐng)說(shuō)明理由.
解:(1)連接PA,如圖1所示.
∵PO⊥AD,∴AO=DO.
∵AD=2 , ∴OA= .∵點(diǎn)P坐標(biāo)為(-1,0),
∴OP=1.
∴PA= =2.∴BP=CP=2.
∴B(-3,0),C(1,0).
(2)連接AP,延長(zhǎng)AP交⊙P于點(diǎn)M,連接MB、MC.
如圖2所示,線段MB、MC即為所求作.
四邊形ACMB是矩形.
理由如下:∵△MCB由△ABC繞點(diǎn)P旋轉(zhuǎn)180°所得,
∴四邊形ACMB是平行四邊形.
∵BC是⊙P的直徑,
∴∠CAB=90°.
∴平行四邊形ACMB是矩形.
過(guò)點(diǎn)M作MH⊥BC,垂足為H,如圖2所示.
在△MHP和△AOP中,
∵∠MHP=∠AOP,∠HPM=∠OPA,MP=AP,
∴△MHP≌△AOP.
∴MH=OA= ,PH=PO=1.∴OH=2.
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(-2, ). (3)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中∠MQG的大小不變.∵四邊形ACMB是矩形,
∴∠BMC=90°.
∵EG⊥BO,
∴∠BGE=90°.
∴∠BMC=∠BGE=90°.
∵點(diǎn)Q是BE的中點(diǎn),
∴QM=QE=QB=QG.
∴點(diǎn)E、M、B、G在以點(diǎn)Q為圓心,QB為半徑的圓上,如圖3所示.
∴∠MQG=2∠MBG.
∵∠COA=90°,OC=1,OA= , ∴tan∠OCA= = .∴∠OCA=60°.
∴∠MBC=∠BCA=60°.
∴∠MQG=120°.
∴在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中∠MQG的大小不變,始終等于120°.